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基于Kriging代理模型的新型箱梁气动外形优化
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作者 白桦 叶茂 +1 位作者 杨光 高广中 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期58-65,139,共9页
为解决传统的桥梁断面气动措施优化方法优化效率低下且搜索范围有限等缺点,提出了一种由风洞试验驱动,将Kriging代理模型和多点搜索策略相结合的主梁断面气动外形优化方法,对2000 m级悬索桥新型箱梁断面在倒L型导流板的水平板宽度L、下... 为解决传统的桥梁断面气动措施优化方法优化效率低下且搜索范围有限等缺点,提出了一种由风洞试验驱动,将Kriging代理模型和多点搜索策略相结合的主梁断面气动外形优化方法,对2000 m级悬索桥新型箱梁断面在倒L型导流板的水平板宽度L、下中央稳定板高度H和检修车轨道位置J构成的多参数设计空间内的气动外形进行优化。首先使用改进拉丁超立方试验设计方法获取设计空间内的初始样本点,通过风洞试验获得初始样本的颤振临界风速;然后建立设计参数和颤振临界风速的初始Kriging代理模型;接着使用新提出的并行加点准则添加更新点更新代理模型。最终优化获得了颤振性能最佳断面匹配的设计参数,通过风洞试验验证了优化结果的正确性。结果表明:Kriging代理模型结合多点搜索策略对桥梁断面气动外形进行优化,显著提高了优化效率;最优断面的颤振临界风速比原断面提高了51%,比单独设置倒L型导流板时提高了13%;倒L型导流板的水平板宽度L对颤振性能影响程度最为显著。 展开更多
关键词 桥梁工程 气动外形优化 kriging代理模型 风洞试验 箱梁 颤振性能
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基于Kriging模型和阈值因子的起重机主梁可靠性优化解耦方法
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作者 范小宁 贺嘉伟 肖辉 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期94-99,共6页
针对目前基于双循环起重机结构可靠性优化的复杂性和耗时性,本文利用阈值因子能够使最可能失效点(MPP)快速向满足可靠性约束的极限状态面靠拢,将Kriging代理模型和阈值因子解耦法相结合,建立了基于Kriging代理模型和阈值因子的起重机主... 针对目前基于双循环起重机结构可靠性优化的复杂性和耗时性,本文利用阈值因子能够使最可能失效点(MPP)快速向满足可靠性约束的极限状态面靠拢,将Kriging代理模型和阈值因子解耦法相结合,建立了基于Kriging代理模型和阈值因子的起重机主梁可靠性优化解耦方法。以主梁的横截面积作为目标,主梁强度、水平静刚度、垂直静刚度和垂直动刚度作为可靠性约束条件,完成了起重机主梁的可靠性优化。通过实例验证该方法优化后的起重机主梁在满足结构强度、刚度可靠性要求的同时,主梁横截面积减少约23.4%。该方法能够保持良好的准确性,说明了该方法的可行性和有效性。研究结果可为后续起重机结构可靠性优化设计提供了一个新的解决方法。 展开更多
关键词 起重机金属结构 kriging代理模型 阈值因子 解耦 可靠性优化
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基于动态Kriging代理模型的起重机结构可靠性分析方法
3
作者 范小宁 吕召国 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第2期264-269,共6页
针对桥式起重机结构可靠性分析计算中多维小失效概率及隐式功能函数,依靠传统可靠度计算方法难以解决问题,提出采用动态Kriging代理模型结合重要抽样法(ISM)的可靠度计算方法。首先通过2个学习函数构建隐式功能函数的动态Kriging代理模... 针对桥式起重机结构可靠性分析计算中多维小失效概率及隐式功能函数,依靠传统可靠度计算方法难以解决问题,提出采用动态Kriging代理模型结合重要抽样法(ISM)的可靠度计算方法。首先通过2个学习函数构建隐式功能函数的动态Kriging代理模型;再利用改进一次二阶矩法(FORM)结合Kriging代理模型求出最可能失效点,并以此为中心点构造重要抽样密度函数;最后基于所建立的代理模型通过ISM完成可靠度计算。通过引入与学习函数相结合的新增停止准则,降低有限元调用次数。通过工程案例验证,所提方法可以较好地平衡模型精度、结果误差与计算成本。 展开更多
关键词 起重机结构 动态kriging代理模型 学习函数 重要抽样法 结构可靠性
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Kriging模型在滚动轴承剩余使用寿命预测中的应用
4
作者 刘吉文 秦东晨 +1 位作者 袁峰 陈江义 《轴承》 北大核心 2025年第3期104-110,共7页
针对常用优化算法对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型进行超参数优化时易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Kriging代理模型和长短期记忆网络(LSTM)的滚动轴承剩余使用寿命预测模型。首先,改进小波阈值函数对轴承原始振动信号进行降... 针对常用优化算法对滚动轴承剩余使用寿命(RUL)预测模型进行超参数优化时易陷入局部最优的问题,提出了一种基于Kriging代理模型和长短期记忆网络(LSTM)的滚动轴承剩余使用寿命预测模型。首先,改进小波阈值函数对轴承原始振动信号进行降噪处理;其次,通过自适应融合方法构建轴承健康指标(HI)曲线并作为预测模型的输入;然后,搭建Kriging代理模型,以寿命预测结果的均方根误差(RMSE)值为优化目标,LSTM模型隐藏层单元数和Dropout层丢弃率为优化变量对LSTM模型寻优得到最优参数组合;最后,用超参数优化后的LSTM模型进行滚动轴承的RUL预测。基于西安交通大学轴承数据集,与传统LSTM、反向传播(BP)神经网络和多层感知机(MLP)的预测结果进行了对比,结果表明所提模型的预测曲线能更好地贴近轴承真实退化趋势,预测结果更加接近轴承真实寿命,验证了该模型的有效性。 展开更多
关键词 滚动轴承 剩余使用寿命 寿命预测 长短期记忆网络 kriging代理模型
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基于Kriging代理模型的行星减速器结构可靠性分析
5
作者 徐航 桂伟 +4 位作者 崔江红 李优华 何元春 谢桂平 吴耀庭 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期1-8,共8页
随着机器人传动精度需求的提升,对其重要组成零件之一的行星减速器提出了更高的可靠性要求。受多种失效模式的影响,分析行星减速器可靠性时所构建的性能函数极为复杂,且计算所需样本数据获取困难。针对这些问题,基于应力-强度干涉理论... 随着机器人传动精度需求的提升,对其重要组成零件之一的行星减速器提出了更高的可靠性要求。受多种失效模式的影响,分析行星减速器可靠性时所构建的性能函数极为复杂,且计算所需样本数据获取困难。针对这些问题,基于应力-强度干涉理论构建可靠度分析的功能函数,考虑模型的非线性问题,采用Kriging代理模型技术与Monte Carlo模拟法结合的可靠度主动学习算法,得到行星减速器的一般性可靠性分析方法。该方法利用学习函数进行样本点的更新,使得可靠度分析模型的拟合精度得到提升。利用有限元瞬态动力学仿真得到实际应力值,通过MATLAB进行函数求解,得到行星减速器的可靠度值以及各变量的灵敏度值,降低了样本点的迭代次数,提高了计算效率。对样机进行加速寿命试验,得到失效数据,仿真计算与试验偏差为7.1%,验证了模拟仿真方法的准确性,为进一步可靠性优化设计奠定基础。 展开更多
关键词 行星减速器 kriging代理模型 Monte Carlo模拟方法 加速寿命试验
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基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法研究
6
作者 戴成昊 许文天 +3 位作者 彭佳宁 崔利通 梁树林 池茂儒 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期205-213,共9页
针对目前车轮多边形动态检测方法存在无法定量识别多边形、准确率低等不足,提出一种基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法,该方法利用轴箱垂向振动加速度与车轮粗糙度级之间的关系,通过逆向求解计算车轮粗糙度级,进而定量判断车轮... 针对目前车轮多边形动态检测方法存在无法定量识别多边形、准确率低等不足,提出一种基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法,该方法利用轴箱垂向振动加速度与车轮粗糙度级之间的关系,通过逆向求解计算车轮粗糙度级,进而定量判断车轮多边形磨耗情况。首先建立考虑柔性车轮的车辆动力学模型,在不同车速下以不同多边形阶次、粗糙度级的车轮多边形为激励做了大量仿真;通过Kriging代理模型构造了不同阶次下轴箱垂向振动加速度振动级关于车速、车轮粗糙度级的响应曲面;将实测轴箱加速度振动级和车速作为输入,代入KSM(Kriging Surrogate Model)响应曲面得到预测的车轮粗糙度级,并根据ISO 3095:2013标准判断车轮多边形磨耗严重程度。研究结果表明,在较为严重的多边形阶次下,预测的车轮粗糙度级与实际值基本一致,最小绝对误差可达0.14 dB/μm,最大绝对误差不超过1.50 dB/μm。此外,研究车轮多边形特征规律时发现:振动级与车轮粗糙度级是近似线性的关系,表明振动级作为研究车轮多边形的指标能够很好地反映轴箱加速度和车轮粗糙度级之间的关系;振动级随阶次和车速的变化规律呈现复杂的非线性关系,表明在制定车轮多边形限值时应考虑车速与阶次的影响。文中提出一种能够定量识别车轮多边形的方法,该方法在车轮多边形故障诊断应用中具有一定的理论意义和工程价值。 展开更多
关键词 铁道车辆 车轮多边形 kriging代理模型 轴箱振动 车轮粗糙度级 识别方法
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基于kriging模型的行走式装车机车架多目标优化
7
作者 徐永森 徐雪萌 +3 位作者 王志山 刘权 李颍鹏 吴人鸿 《包装工程》 北大核心 2025年第11期257-266,共10页
目的针对行走式火车棚车装车机车架的质量冗余问题,提出一种多目标优化方法,以实现轻量化与结构力学性能的协同优化。方法基于2种极限工况的静力学分析,通过灵敏度分析识别关键部件,并利用Kriging模型构建几何质量、一阶固有频率、最大... 目的针对行走式火车棚车装车机车架的质量冗余问题,提出一种多目标优化方法,以实现轻量化与结构力学性能的协同优化。方法基于2种极限工况的静力学分析,通过灵敏度分析识别关键部件,并利用Kriging模型构建几何质量、一阶固有频率、最大变形量和应力的多目标响应面,结合NSGA-Ⅱ算法优化,获得Pareto最优解集。结果对优化后车架进行仿真分析,发现几何质量降低了22.93%,最大应力下降了9.5%,一阶固有频率稳定在20 Hz,关键工况最大变形量稳定在14 mm以内。结论该方法可保证装车机结构力学性能的前提下显著降低装车机的几何质量。 展开更多
关键词 行走式装车机 kriging模型 灵敏度分析 多目标优化
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基于自适应Kriging模型的发动机功能毁伤概率计算与全局重要性测度
8
作者 郭庆 张帆 +2 位作者 张明媚 翟红波 刘永寿 《火炸药学报》 北大核心 2025年第6期546-554,共9页
针对杀爆战斗部打击典型目标毁伤概率计算及影响参量重要性评价需求,提出了一种基于自适应Kriging模型的目标功能毁伤概率计算与全局重要性测度分析方法;以车辆发动机为典型目标、破片为典型毁伤元,将功能毁伤失效准则与发动机毁伤树结... 针对杀爆战斗部打击典型目标毁伤概率计算及影响参量重要性评价需求,提出了一种基于自适应Kriging模型的目标功能毁伤概率计算与全局重要性测度分析方法;以车辆发动机为典型目标、破片为典型毁伤元,将功能毁伤失效准则与发动机毁伤树结合,建立了功能毁伤概率计算模型;提出了基于自适应Kriging模型的毁伤概率和变量全局重要性测度指标的计算方法,利用典型破片打击车辆发动机算例对所提方法进行了验证。结果表明,所提方法可以高精度、高效率求解功能毁伤概率和全局重要性测度指标,计算结果相对误差在6%以内,仿真计算次数由上万次减少至三百多次;随着破片直径由6 mm增大至12 mm,发动机功能毁伤概率由0.1049增大至0.2864;随着破片初速由800 m/s增大至1400 m/s,发动机功能毁伤概率由0.1272增大至0.2653;随着破片入射角度的变化,发动机功能毁伤概率的变化主要受部件分布以及部件受破片毁伤难易程度决定。 展开更多
关键词 爆炸力学 破片 发动机 毁伤概率 kriging模型 全局重要性测度 杀爆战斗部
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基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法研究
9
作者 钟维宇 蔡敢为 +1 位作者 柳林燕 付鑫 《机械设计》 北大核心 2025年第6期189-198,共10页
针对复杂系统的设计阶段存在内部子系统功能关系耦合强度不稳定、连接非线性化、不确定因素的问题,提出了基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法。首先,进行复杂系统总体功能分析、认知集合构建及可信度分配,结合复杂系统... 针对复杂系统的设计阶段存在内部子系统功能关系耦合强度不稳定、连接非线性化、不确定因素的问题,提出了基于2阶自适应Kriging的不确定可靠性优化模型及算法。首先,进行复杂系统总体功能分析、认知集合构建及可信度分配,结合复杂系统子系统间的功能不确定性,求解子系统样本点及功能子集;其次,根据1阶及2阶自适应Kriging模型,对功能子集在失效域内进行迭代,趋向目标区域;最后,采用功能度量法对功能组合进行可靠性优选。通过算例分析,验证了算法模型的有效性。 展开更多
关键词 kriging模型 认知不确定 功能分析法 可信度分配 可靠性优化 举高消防车
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基于凸集比例因子和WOA-Kriging模型的重力坝非概率可靠性分析
10
作者 刘要来 王堡生 +2 位作者 周红波 赵二峰 李章寅 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第3期164-170,共7页
为了实现在统计资料匮乏时也能进行重力坝的可靠性分析,构建了仅需要不确定参数上下限的重力坝非概率可靠度评估方法。通过内切椭球模型描述了不确定参数的相关关系,引入比例因子将非概率可靠度计算模型转化为有约束的优化问题,利用Krig... 为了实现在统计资料匮乏时也能进行重力坝的可靠性分析,构建了仅需要不确定参数上下限的重力坝非概率可靠度评估方法。通过内切椭球模型描述了不确定参数的相关关系,引入比例因子将非概率可靠度计算模型转化为有约束的优化问题,利用Kriging模型对于高度非线性函数的适用性拟合重力坝单元功能函数,在此基础上,通过鲸鱼优化算法进行可靠度的寻优。经过实例分析计算,非概率可靠度计算方法与规范法得出的坝段的抗滑稳定均处于可靠状态,两种方法的结论相同,这验证了基于凸集比例因子和WOA-Kriging模型的重力坝非概率可靠度计算方法可以有效分析重力坝的可靠性。 展开更多
关键词 重力坝 凸集比例因子 kriging模型 有限元模型 非概率可靠度
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基于Kriging模型的气液两相离心泵优化设计
11
作者 许继洋 梁淑琪 +1 位作者 杨国栋 王彦伟 《化学工程》 北大核心 2025年第4期65-71,共7页
为提高气液两相条件下高速离心泵的扬程及效率,以型号为Q5H26的高速离心泵为研究对象,分析不同含气率(体积分数)对离心泵性能的影响。结果表明:含气率越大,扬程和效率越低。基于Kriging模型对离心泵的蜗壳以及叶轮参数进行全面的敏感性... 为提高气液两相条件下高速离心泵的扬程及效率,以型号为Q5H26的高速离心泵为研究对象,分析不同含气率(体积分数)对离心泵性能的影响。结果表明:含气率越大,扬程和效率越低。基于Kriging模型对离心泵的蜗壳以及叶轮参数进行全面的敏感性分析,并采用NLPQL算法对气液两相条件下高速离心泵进行优化设计,以期提高其运行效率以及扬程。对优化后的模型进行数值模拟计算,并通过实验对比优化前后模型泵的运行效率以及扬程。研究结果表明:在额定工况、含气率为10%下,优化后的模型泵的实际效率提高了8%,扬程提高了1.5 m,优化效果较为显著。研究结果可为提高气液两相条件下高速离心泵的性能提供一种行之有效的方法。 展开更多
关键词 离心泵 气液两相 kriging模型 NLPQL算法 优化设计
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基于Bayesian期望改进控制和Kriging模型的并行代理优化方法
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作者 杜晨 林成龙 +1 位作者 马义中 石雨葳 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第4期1190-1204,共15页
针对经典期望改进策略因过于贪婪而易于陷入局部最优,以及Kriging模型十分适用于并行优化的特点,提出了基于Kriging模型和Bayesian期望改进控制的并行代理优化方法。实现过程中,Kriging模型在小样本条件下,建立输入与输出见的近似函数... 针对经典期望改进策略因过于贪婪而易于陷入局部最优,以及Kriging模型十分适用于并行优化的特点,提出了基于Kriging模型和Bayesian期望改进控制的并行代理优化方法。实现过程中,Kriging模型在小样本条件下,建立输入与输出见的近似函数关系。所提出的Bayesian期望改进控制策略充分利用Kriging模型对未试验点预测不确定性的度量能力,首先利用经典期望改进策略选取第一个试验点,并将其作为控制参考点;然后,借助所构造的控制函数更新贝叶斯期望改进控制策略,并将新增加试验点作为下个试验点选取的控制参考点。所提策略可以在提升全局探索能力的同时,使新试验点具有良好的空间分布特性。此外,借助控制函数调整方法,构建了两种拓展的Bayesian期望改进控制策略。数值算例及仿真案例结果表明:相比单点填充,Bayesian期望改进控制策略更高效;所提并行代理优化方法在同等精度条件下具有更好的稳健性及更快的收敛速度。 展开更多
关键词 期望改进策略 Bayesian期望改进控制 控制函数 kriging模型 并行代理优化方法
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基于IGWO-Kriging模型的钢筋混凝土拱桥主拱圈可靠度分析方法研究
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作者 张基进 韩洪举 +2 位作者 郭吉平 田仲初 张祖军 《桥梁建设》 北大核心 2025年第4期77-83,共7页
为分析钢筋混凝土拱桥主拱圈随服役时间的可靠性退化规律,提出一种基于改进灰狼算法(IGWO)-Kriging模型的钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠度分析方法。该方法首先基于钢筋锈胀机理和结构可靠度理论建立钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠度功... 为分析钢筋混凝土拱桥主拱圈随服役时间的可靠性退化规律,提出一种基于改进灰狼算法(IGWO)-Kriging模型的钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠度分析方法。该方法首先基于钢筋锈胀机理和结构可靠度理论建立钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠度功能函数;然后采用改进Sine混沌映射、非线性距离控制系数与高斯变异策略改进的IGWO,基于IGWO与Kriging构建钢筋混凝土拱桥结构响应面模型,提出钢筋混凝土拱桥主拱圈应力可靠指标求解方法。以贵州沿河沙坨大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立结构有限元模型并基于IGWO-Kriging模型拟合结构响应面,分析钢筋锈胀对主拱圈应力可靠指标的影响。结果表明:基于IGWO-Kriging的结构响应面模型可以精准拟合钢筋混凝土拱桥的结构响应特性,IGWO对Kriging模型参数寻优精度高、收敛速度快;随着服役时间增加,钢筋锈胀作用对主拱圈应力可靠指标的影响愈发明显,与不考虑钢筋锈胀作用的情况对比,考虑钢筋锈胀作用的主拱圈需要维修加固的时间提早了15年。 展开更多
关键词 钢筋混凝土拱桥 主拱圈 应力 结构可靠度 钢筋锈胀 kriging模型 改进灰狼算法
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基于改进Kriging模型的轮式装载机铲掘性能双层优化
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作者 马军 付佳文 +3 位作者 叶红伟 曹阳 李晓科 许亚鹏 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第4期1205-1214,共10页
针对动态不确定环境下轮式装载机铲掘性能双层非线性隐式优化问题,以分段式铲掘矿石颗粒料堆为典型工况,采用EDEM-ADAMS联合仿真获取铲掘性能影响因子,通过差分进化布谷鸟算法优化Kriging模型的超参数,构建轮式装载机铲掘性能的改进Krig... 针对动态不确定环境下轮式装载机铲掘性能双层非线性隐式优化问题,以分段式铲掘矿石颗粒料堆为典型工况,采用EDEM-ADAMS联合仿真获取铲掘性能影响因子,通过差分进化布谷鸟算法优化Kriging模型的超参数,构建轮式装载机铲掘性能的改进Kriging模型。在此基础上,以最大满斗率为上层目标、最小铲掘阻力为下层目标,建立轮式装载机铲掘性能双层优化模型,并采用鲸鱼算法进行求解。优化后满斗率提升了28.8%,铲掘阻力降低了10.5%。与传统多目标优化方法相比,铲掘阻力降低了17%,满斗率提高了6.5%,从而验证了所提方法的有效性和先进性。 展开更多
关键词 轮式装载机 铲掘性能 kriging模型 超参数 双层优化
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基于Kriging模型的变电站电气设备地震关联段地震响应快速预测方法
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作者 周承伟 何畅 何紫薇 《高压电器》 北大核心 2025年第4期12-20,29,共10页
由于变电站软导线为强非线性结构,变电站电气设备地震关联段地震响应分析效率低。为提高变电站电气设备关联段分析效率,文中基于电气设备地震关联段数值分析模型,搭建了地震关联段地震响应均值、方差等统计值预测Kriging模型。在此基础... 由于变电站软导线为强非线性结构,变电站电气设备地震关联段地震响应分析效率低。为提高变电站电气设备关联段分析效率,文中基于电气设备地震关联段数值分析模型,搭建了地震关联段地震响应均值、方差等统计值预测Kriging模型。在此基础上,开展了地震关联段地震响应结果正态性检验,提出了基于半方差分析的Kriging相关函数选取方法,并开展了不同软导线垂跨比的电气设备地震关联段地震响应统计值预测。研究结果表明,使用高斯模型作为Kriging模型的相关函数可较好的预测关联段地震响应,Kriging模型可较好地预测具有强烈非线性的软导线—电气设备地震关联段地震响应,可大幅提升变电站电气回路地震响应分析效率,降低分析成本。 展开更多
关键词 电气设备 地震关联段 kriging模型 相关函数 地震响应统计值
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基于Dual-Kriging模型多目标稳健设计在板料拉深成形中的应用 被引量:3
16
作者 胡静 谢延敏 +1 位作者 王智 王新宝 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期37-42,共6页
板料拉深成形工艺中,由于设计参数波动的影响,导致在传统最优工艺条件下成形件质量不够稳健。该文采用板料成形有限元仿真、代理模型,并结合稳健设计思想,提出基于Dual-Kriging模型的稳健设计方法。筛选影响成形质量的主要模具几何、工... 板料拉深成形工艺中,由于设计参数波动的影响,导致在传统最优工艺条件下成形件质量不够稳健。该文采用板料成形有限元仿真、代理模型,并结合稳健设计思想,提出基于Dual-Kriging模型的稳健设计方法。筛选影响成形质量的主要模具几何、工艺参数,并确定其相应波动范围;基于有限元仿真,运用Kriging模型,建立设计参数与成形质量的函数关系;根据参数波动情况,基于第一重Kriging模型以及Monte Carlo模拟,运用Kriging模型,建立设计参数与成形质量期望与方差的第二重模型;运用基于拥挤距离的粒子群算法,以及灰色关联分析进行多目标优化,完成设计参数的稳健设计。将该方法运用于NUMISHEET 93的方盒件拉深成形,与传统确定性优化设计相比,可有效减少成形质量的波动范围以及不确定性分析的计算量,提高成形件的稳健性。 展开更多
关键词 板料成形 dual—kriging模型 多目标稳健优化 粒子群算法
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基于多峰优化Kriging模型与距离相关系数的高速列车动力学参数多输出灵敏度分析 被引量:2
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作者 姜杰 杨旭锋 丁国富 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期250-260,共11页
高速列车动力学参数较多,有多个动力学性能的评价指标。综合考虑这些动力学指标进行参数灵敏度分析,对高速列车动力学参数的恰当匹配具有重要意义。现有的单输出灵敏度分析技术难以准确度量参数对车辆动力学综合性能的影响。为避免这一... 高速列车动力学参数较多,有多个动力学性能的评价指标。综合考虑这些动力学指标进行参数灵敏度分析,对高速列车动力学参数的恰当匹配具有重要意义。现有的单输出灵敏度分析技术难以准确度量参数对车辆动力学综合性能的影响。为避免这一缺陷,本文引入了一种新的基于距离相关系数的多输出灵敏度分析技术。该方法通过求解单个输入与多个输出变量之间的距离相关系数,实现多输出全局灵敏度分析的目的。为提高灵敏度分析的效率,建立了多个动力学指标与输入参数的Kriging模型;为提高近似模型的精度,引入了一种新颖的多峰优化算法对Kriging模型的超参数进行全局寻优。与传统单目标智能优化算法不同,该优化算法通过引入种群差异指标,将单目标优化问题转化为双目标优化问题,从而增加了子代种群的多样性,避免了传统优化算法易于陷入局部最优解的问题。基于所提方法,以和谐号动车组动车为例,研究了多个动力学指标的多输出全局灵敏度。结果表明:由于增强了种群多样性,所提的超参数优化方法对Kriging模型精度和稳定性提升效果明显;基于距离相关系数的灵敏度分析方法能够更加合理地识别出对车辆动力学综合性能影响较大的参数,排除几乎没有影响的参数。 展开更多
关键词 演化的多模优化 kriging模型 多输出灵敏度分析 距离相关系数
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基于Kriging模型的多次尝试差分进化贝叶斯有限元模型修正 被引量:1
18
作者 秦世强 李宁 宋任贤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期204-213,共10页
标准差分进化自适应Metropolis(differential evolution adaptive Metropolis,DREAM)算法需进行多条马氏链并行计算,存在收敛效率低和计算成本高的问题。为此,提出一种基于Kriging模型的多次尝试差分进化贝叶斯有限元模型修正(multiple-... 标准差分进化自适应Metropolis(differential evolution adaptive Metropolis,DREAM)算法需进行多条马氏链并行计算,存在收敛效率低和计算成本高的问题。为此,提出一种基于Kriging模型的多次尝试差分进化贝叶斯有限元模型修正(multiple-try differential evolution adaptive Metropolis with“ZS”,MT-DREAM(ZS))框架。该框架在DREAM的基础上引入历史向量差分采样、斯诺克更新以及多次尝试Metropolis抽样,并利用Kriging模型代替有限元模型进行随机抽样,实现利用极少数并行链便可快速探索多维修正参数后验分布。利用固结钢板梁模型试验,比较了DREAM和MT-DREAM(ZS)的修正效果。结果表明:MT-DREAM(ZS)可实现马尔科夫链的快速收敛,其收敛效率较DREAM提升了3.42倍,且修正结果精度和稳定性有提升;Kriging模型可大幅度降低计算成本。所提框架为解决多参数不确定模型修正中的收敛效率低和计算成本高等问题提供了一种新思路。 展开更多
关键词 有限元模型修正 贝叶斯估计 多次尝试Metropolis抽样 差分进化自适应Metropolis(DREAM) kriging模型
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基于Kriging插值代理模型的轴流式止回阀多目标优化 被引量:1
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作者 张立强 刘岱阳 《机床与液压》 北大核心 2024年第1期168-175,共8页
基于Kriging插值代理模型,对轴流式止回阀的各项性能进行综合优化,具体的优化目标为:降低正向流阻;减小阀芯振动;提升止回性能。通过试验设计方案找到影响轴流式止回阀正向流阻的主要结构参数因素,并以其作为优化对象,通过Kriging插值... 基于Kriging插值代理模型,对轴流式止回阀的各项性能进行综合优化,具体的优化目标为:降低正向流阻;减小阀芯振动;提升止回性能。通过试验设计方案找到影响轴流式止回阀正向流阻的主要结构参数因素,并以其作为优化对象,通过Kriging插值法拟合主要结构参数对应的性能样本点,在保证拟合精度的情况下,使用NSGA-II遗传算法同时对3个主要结构参数进行多目标优化,得到了三目标Pareto前沿,经过权衡不同因素对性能指标的影响大小,最终得到了综合性能最优的结构参数为:阀瓣丰满度系数α_(1)=2.199,阀芯长度L=386.322 mm,阀芯半径R=113.997 mm。其对应的止回阀性能为:正向出口流量Q=161.839 kg/s,正向出口流速v=3.30235 m/s,止回阀进口压力p=97632.2287 Pa。相比优化之前,阀门正向流阻减小了1.2%,阀芯振动降低了0.24%,止回性能提升了2.3%。 展开更多
关键词 轴流式止回阀 多目标优化 试验设计 kriging插值模型
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基于Kriging模型与FORM的钢板组合梁桥结构优化设计
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作者 王佐才 张德林 辛宇 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-9,共9页
考虑材料参数的不确定性以及设计变量多重约束条件的影响,提出了基于可靠性分析的钢板组合梁桥结构优化设计方法。首先,利用拉丁超立方试验设计(Latin hypercube design,LHD)构建试验组合方案,并通过有限元分析获取试验设计组合下的最... 考虑材料参数的不确定性以及设计变量多重约束条件的影响,提出了基于可靠性分析的钢板组合梁桥结构优化设计方法。首先,利用拉丁超立方试验设计(Latin hypercube design,LHD)构建试验组合方案,并通过有限元分析获取试验设计组合下的最大挠度响应值。基于获取的训练样本,构建能够表征结构最大挠度值与随机输入之间映射关系的Kriging代理模型。基于建立的代理模型,以钢结构截面积最小化为目标函数,建立符合规范要求与可靠度约束的优化数学模型,并采用一阶可靠性方法(first order reliability method,FORM),实现设计变量优化。通过比较具有相同设计变量上限,但下限分别为初始值的80%和70%两种优化设计方案,评估了两者在相同阈值以及不同阈值下设计变量的优化结果。最后对方案二在阈值为17 mm下的优化结果进行极限状态验算。结果表明:两个优化设计方案在阈值为17 mm下的优化结果更具合理性,并且方案二在同一阈值下具有更高的优化程度。随着阈值增加,优化程度增加,且腹板高度在较大阈值下对结果影响更大,而翼缘宽度在较小阈值下影响更大。 展开更多
关键词 桥梁工程 基于可靠性的优化设计 kriging模型 一阶可靠性方法 钢板组合梁桥 极限状态验算
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